光遗传学（Optogenetics）技术以毫秒级的时间分辨率能够精确控制神经元的活动。然而，实际应用中该方法要求直接对脑组织进行光学操作，这往往面临挑战，因蓝光难以穿透整个生物体。为实现光的有效传递，通常需要昂贵的专用设备，比如配备光纤的定制蓝光源或双光子照明系统。此外，由于需要植入侵入性设备并提供足够的功率，使得光遗传学在临床实践中推广困难。

相比之下，化学遗传学（Chemogenetics）技术如“仅由设计药物激活的设计受体”（DREADDs）提供了一种无须特殊设备、能够远程和瞬时调控细胞活性的强大工具。DREADDs的体内激活剂氯氮平-N-氧化物（Clozapine-N-oxide，CNO）的代谢产物氯氮平，虽能激活DREADDs，但可能引起如行为抑制和粒细胞缺乏症等副作用，因此在人体中的应用风险不容忽视。此外，CNO在体内的药理学特性表明，其对细胞活性的影响通常在给药后2-3小时达到峰值，这一反应速度限制了其在紧急临床应用中的潜力，如控制癫痫发作等情况。开发一种快速、可控的生理功能调控方法对于临床治疗和基础研究具有重要意义。

2024年12月31日，湖北医药学院附属太和医院的柯昌斌教授、北京天坛医院神经外科的涂文军副研究员、华中农业大学的曹罡教授及华中科技大学同济医学院的项红兵主任医师联合在《Protein Cell》期刊上发表了题为“A minimally invasive, fast on/off ‘Odorgenetic’ method to manipulate physiology”的研究论文，提出了一种基于气味遗传学（Odorgenetic）的创新方法。研究的核心在于果蝇的气味受体35a（OR35a）与共受体Orco的结合，形成异源四聚体，从而构成一种典型的配体门控阳离子通道。天然配体2-戊酮（2-pentanone）能够特异性激活这一受体系统。

在该研究中，作者设计的气味受体系统（DORs）由OR35a和Orco的复合体组成，通过吸入2-戊酮可以激活该系统，从而在分钟级时间尺度上有效调控生理过程及啮齿动物的行为。这一创新方法具备易于使用、微创及时空可控的特点。由于2-戊酮的安全性、易获取性和成本效益，这种“气味遗传学”方法在临床治疗方面展现出巨大的应用潜力。

尊龙凯时与柯昌斌教授团队的合作，已经开发出系列表达DORs的AAV病毒产品，这些产品可以高效表达DORs，为研究人员提供了一种快速、可逆且微创的工具，以精准调控细胞活动和生理过程。我们的AAV病毒产品经过严格的质量控制，确保高效转导和稳定表达，为您的科学研究提供强有力的支持！

研究者首先探讨了DORs的克隆及设计，通过气味配体激活的过程，进而研究其在调控生理功能中的应用。使用2-戊酮作为DORs的配体是一种有效的策略，能够诱导钙离子内流和膜去极化，从而调控依赖钙离子和膜电位的各种生理过程。为了开发适用于临床的“气味遗传学”方法，研究者需要无害且在室温下易挥发的气味调节剂。为此，作者筛选了40多种常见食品添加剂中的气味剂，通过液相色谱-质谱（LC–MS）检测其在血液中的分布情况。

整体实验显示，2-戊酮在吸入过程中迅速进入血液并扩散至脑脊液中，且对血液中的浓度变化具有可控性。同时，2-戊酮的吸入也能够激发哺乳动物细胞上的DORs，并显著诱导钙离子内流，进一步证明其具备在神经元电活动调控中的潜力。

在未来的研究中，DORs的临床应用可能面临一些挑战，其中包括安全性和有效性的评估。尽管如此，该方法在调控诸多生理过程方面的潜力，特别是在现代医学需求日益增长的背景下，仍然引发了广泛的关注和期待。欢迎访问尊龙凯时，获取更多关于气味遗传学及相关技术的最新信息与产品服务！